3D-сканирование приобретает все большую популярность в различных областях и сферах применения, так как позволяет с легкостью обмерять и оцифровывать объекты для последующего использования. 3D-сканеры помогают облегчить производство сломанных, или утраченных запчастей, например, в металлургии. Также они становятся востребованными при ремонте и тюнинге авто.
Оцифровка объектов помогает в восстановлении культурного наследия (оцифровка следов динозавров в Польше, или реконструкция мемориала ветеранам Первой и Второй мировых войн в Великобритании), а также создании памятников – Ржевский мемориал советскому солдату.
Сканирование людей популярно в протезировании и спорте высоких достижений. Сфера развлечений также активно осваивает 3D-технологии.
При всей своей универсальности не стоит забывать, что 3D-сканер – это прежде всего инструмент для создания цифровой копии объекта, 3D-скана. Подобные цифровые копии являются промежуточным вариантом в 3D-печати, скульптурировании, ЧПУ-станках и вот почему.
Чтобы оцифровать объект, 3D-сканер проецирует светодиодную сетку и собирает множество точек. Соответственно 3D-скан – облако точек, преобразованных в полигональную модель.
Особенность полигональных моделей в том, что они состоят из многоугольников, полигонов. Они бывают представлены в следующих форматах: .stl, .ply, .obj. Важно отметить, что полигональные модели – это не только те, что получаются после 3D-сканирования, но и создаваемые дизайнерами, конструкторами, визуализаторами, художниками и т.д. Так, полигональное моделирование используется при проектировании интерьеров и зданий, а также создании 3D-графики. Как видим, полигональные модели довольно широко распространены в самых разных областях.
Чтобы использовать 3D-скан для последующего применения, его надо преобразовать в соответствующий формат, который требует 3D-печать, ЧПУ-станок, или прочее оборудование, либо ПО в котором модель будет использоваться. Подготовить модели под соответствующий формат можно непосредственно в том ПО, в котором обрабатывается 3D-скан (например, Calibry Nest).
Для 3D-печати модели должны быть замкнутыми (без дыр), а для вытачивания на ЧПУ ее еще надо будет сделать гладкой, выровняв поверхности.
Фото 4. Слева показана полигональная модель с пустотами и дырами (не герметичная), а справа – уже «залитая». В ряде случаев такая модель вполне пригодна для 3D-принтера, ЧПУ, литья.
Все изменения в полигональные модели вносятся из-за того, что поверхность полигональной сетки получается шероховатой, а не идеально гладкой. Для 3D принтеров это не так важно, потому что модели после печати еще обрабатываются. А вот для станка это может быть губительным.
Если 3D-скан будет использоваться для прототипирования (визуального понимания размеров изделия), то его подготовка будет также «косметической».
Однако, если полигональная модель будет использоваться для производственных целей (надо воссоздать новую деталь взамен сломанной), или решения инженерных задач, то скорее всего ее необходимо будет перевести в CAD т.е. твердотельный формат, который еще называют параметрическим. В случае параметрического проектирования создаётся математическая модель объектов с параметрами, при изменении которых происходят изменения конфигурации детали, взаимные перемещения деталей в сборке и т. п.
CAD-модели строятся из твердотельных примитивов (шар, пирамида, прямоугольник и т.д.), частично имитируя производственный процесс (прессование, сверление). У подобных моделей есть дерево конструирования – история изменения параметров. Благодаря этому их можно всегда «откатить назад» и без труда внести необходимые изменения в модель.
Еще одна существенная особенность данных моделей: специалист может задавать точный размер как самой модели, так и отдельных ее частей, в том числе разрешенные допуски. Это особенно важно, если необходимо строго следовать чертежу. Подобные манипуляции невозможны в полигональном моделировании.
«Перевести» полигональную модель в параметрическую не так-то просто. По сути, ее надо будет вручную отрисовать. Чем хуже исходник, сложнее модель и чем большие требования к точности предъявляются, тем больше времени это займет.
Итак, 3D-скан представлен в виде полигональной сетки, а CAD-модель в виде геометрических твердотельных примитивов, таких как шар, треугольник, конус и т.д. Эти модели имеют разные форматы и содержат разную информацию об объекте.
Так как 3D-скан — это, по сути, сетка многоугольников, он не содержит информации, например, об острых гранях. При увеличении модели вы увидите, что множество полигонов «закругляются», сглаживая поверхность. Этот нюанс может быть незначителен, если вы используете модель в скульптурировании, но для промышленных задач подобное недопустимо.
В отличие от полигональной модели, CAD-модель содержит всю необходимую информацию об объекте (где острые грани, скругления, толщина стенок и т.д.), а также весит значительно меньше полигональной модели.
Итак, CAD-модель состоит из геометрических твердотельных примитивов, что дает полную свободу в работе с моделью: можно контролировать ее размер и допуски, в любой момент вернуться к более ранним версиям модели и внести соответствующие изменения. Подобные модели не содержат лишней информации и отображают данные об объекте корректно (нет сглаженных углов там, где не надо). CAD-модели легко «читаются» 3D-принтерами, а также ЧПУ-станками.
Во многих случаях 3D-сканы вполне подходят для последующего применения после легкой ретуши. Для решения ряда производственных/инженерных задач полигональную модель переводят в параметрический формат, что по сложности является отдельной услугой.
Как понять, когда можно обойтись полигональной моделью, а когда надо будет перерисовать ее в параметрическую? К сожалению, тут нет универсального ответа. Для отдельного специалиста технические характеристики детали будут не существенны, и он отправит на 3D-принтер полигональную модель в формате. stl. В другом случае точность размеров может быть очень важна и даже регулироваться ГОСТами, тогда перевод в параметрический формат будет обязателен. Потребность в конвертации сугубо индивидуальна и зависит от конечных целей, поэтому, если вы не знаете, требуется ли вам параметрическая модель для ваших задач, лучше бесплатно проконсультироваться у нашего специалиста.
Заказать услуги 3D-сканирования по выгодной цене, или пройти консультацию бесплатно можно, связавшись с нами по почте info@thor3dscanner.com, либо позвонив по телефону +7 (495) 135-00-45
По результату 3D-сканирования вы получите файл в одном из следующих форматов: stl, obj, ply, wrl (полигональные модели). Дополнительно мы оказываем услуги по реверс-инжинирингу. Не только преобразуем модель в CAD-формат, но и подготовим ее под Ваши личные требования (литье, ЧПУ-станок, 3D-печать и т.д.).